Перетворення тексту на мовлення (TTS) і синтез мовлення можуть здаватися зовсім новими технологіями, але насправді їхня історія налічує кілька століть.
Від перших спроб імітувати людське мовлення механічними пристроями до сучасного штучного інтелекту й глибокого навчання — розвиток TTS був захопливою подорожжю.
У цій статті ми зануримося в історію технологій перетворення тексту на мовлення й синтезу мовлення та зазирнемо в їхнє майбутнє.
Від перших кроків до сучасності: розвиток синтезу мовлення
XVIII–XIX століття
Історія технологій перетворення тексту на мовлення та синтезу мовлення бере початок у XVIII–XIX століттях. Саме тоді з'явилися перші механічні пристрої для синтезу голосу. У 1770-х роках угорський винахідник Вольфганг фон Кемпелен створив механічний пристрій — «акустико-механічну мовленнєву машину», призначену для імітації людського голосового тракту. Апарат використовував міхи, тростини та трубки для відтворення голосних і приголосних звуків.
Наприкінці XVIII століття англійський фізик Чарльз Вітстон розробив досконалішу механічну версію машини Кемпелена, яку назвав «мовною машиною». Цей пристрій міг відтворювати звуки різних музичних інструментів. Хоча винахід Вітстона й не був суто мовленнєвим синтезатором, він зміцнив саму ідею створення механічних пристроїв для генерування звуку.
У XIX столітті з'явилися й інші пристрої, серед яких — «штучна мова» Фабера. Для синтезу мовлення в них використовувалися комбінації механічних і пневматичних систем.
Початок XX століття: перший електричний синтез мовлення
На початку XX століття технології синтезу мовлення стали складнішими — з'явився перший повністю електричний синтезатор мовлення, вокодер Гомера Дадлі. Його розробляли в Bell Laboratories (Bell Labs) у Нью-Джерсі.
Вокодер Дадлі використовував резонатори й фільтри для створення синтетичного мовлення. Систему, відому як Voder, демонстрували на Всесвітній виставці 1939–1940 років у Флашинг-Медоуз, Нью-Йорк. Оператор керував пристроєм за допомогою клавіатури й педалей, генеруючи мовлення.
1950–1970-ті роки — епоха синтезаторів
У 1951 році праця Дадлі дала поштовх до створення системи pattern playback доктором Франкліном С. Купером у лабораторії Haskins. Система аналізувала записане мовлення, розкладала його на складові звукові хвилі (спектрограми), а потім відтворювала синтетичну версію оригінального звуку, використовуючи збережені на магнітній плівці патерни.
У 1976 році було представлено першу комерційно успішну систему перетворення тексту на мовлення — Kurzweil Reading Machine. Вона працювала за принципом конкатенативного синтезу, поєднуючи попередньо записані фонеми й слова для створення мовлення. Пристрій призначався переважно для людей з інвалідністю, але швидко став популярним як засіб для читання текстів уголос.
Із 1978 року компанія Texas Instruments працювала над чіпом для синтезу мовлення, який можна було застосовувати у відеоіграх і комп'ютерних програмах. Чіп також використовував конкатенативний синтез, комбінуючи записані звуки мовлення — дифони — для отримання більш природного звучання. Ця технологія згодом стала основою системи DECtalk, яка забезпечила якісний синтетичний голос для людей з інвалідністю.
Сучасні системи перетворення тексту на мовлення
Одним із ключових проривів останніх років стало використання нейронних мереж для генерування синтетичного мовлення. Компанії Google та Microsoft розробили високоякісні системи TTS на базі глибокого навчання, що аналізують великі масиви записів людської мови й створюють голоси з природним звучанням.
Ще одна важлива інновація в TTS — застосування методів добору й поєднання готових одиниць мовлення (unit selection, конкатенативний синтез). Ці підходи дають реалістичніший результат, поєднуючи короткі відрізки записаного голосу (наприклад, дифони чи цілі слова) для складання нових фраз. Такі методи використовуються у популярних програмах TTS — Speechify, Siri від Apple, Alexa від Amazon — і навіть у старіших рішеннях, як-от IBM ViaVoice.
Технології розпізнавання мовлення також значно просунулися вперед, завдяки чому можливості сучасних TTS стали ще ширшими. Використовуючи алгоритми розпізнавання мовлення для транскрибування людської вимови в текст, системи TTS досягають більшої природності переходів у синтезованому мовленні.
Останніми роками інтеграція просодії й інтонації дала змогу синтетичному мовленню звучати природніше — із доречними паузами, акцентами й тембровими відтінками. Просодія надзвичайно важлива для таких мов, як англійська, у яких зміна наголосу та інтонації впливає на зміст речення.
Глибоке навчання й далі: майбутнє технологій
Майбутнє TTS-технологій виглядає захопливим і перспективним. Завдяки розвитку штучного інтелекту й глибокого навчання голосові системи ще точніше відтворюватимуть інтонації, нюанси й особливості людської мови.
Особливо корисно це буде для створення віртуальних асистентів і чат-ботів. Вони стануть ще краще підтримувати живий діалог, а спілкування з ними буде природнішим і зручнішим.
Крім того, варто очікувати поступу у сфері фонетичної транскрипції (перетворення тексту на фонеми). Із підвищенням точності розпізнавання людського мовлення ефективність систем перетворення мовлення на текст також зростатиме.
Зрештою технологія перетворення тексту на мовлення стане ще доступнішою й активніше інтегруватиметься в повсякденне життя. У міру підключення дедалі більшої кількості пристроїв до Інтернету речей ми зможемо керувати ними голосом у реальному часі, підвищуючи зручність і ефективність.
Долучайтеся до революції перетворення тексту на мовлення разом із Speechify
Якщо вам потрібен потужний сервіс перетворення тексту на мовлення із природним, якісним озвученням — обирайте Speechify.
Завдяки прогресивній технології формантного синтезу Speechify створює реалістичні, живі голоси, зовсім не схожі на роботизоване звучання минулого. Навіть такі видатні постаті, як Стівен Гокінг, що свого часу теж користувався TTS-технологіями, були б вражені можливостями Speechify.
Speechify дуже простий у використанні: відвідайте офіційний сайт або встановіть мобільний додаток і введіть потрібний текст. Далі оберіть голос до вподоби, налаштуйте швидкість і тон — і готово! Speechify створить природне, якісне озвучення для електронних курсів, відеооглядів, подкастів чи презентацій. Можна також вибрати один із багатьох природних AI-голосів для відео на YouTube та іншого контенту в соцмережах.
Не погоджуйтеся на менш якісні TTS-сервіси — спробуйте Speechify вже зараз і відчуйте майбутнє технологій перетворення тексту на мовлення.
Запитання й відповіді
Хто розробив перший у світі синтезатор мовлення?
Перший у світі синтезатор мовлення створив Гомер Дадлі на початку 1930-х років у Bell Laboratories у Нью-Джерсі.
Яке призначення синтезу мовлення?
Мета синтезу мовлення — генерувати штучне мовлення на основі текстового введення з використанням мовної обробки та аналізу основної частоти.
Які чотири способи використання TTS?
TTS використовується для забезпечення доступності, розваг, вивчення мов і автоматизації голосових сервісів.
Які переваги має перетворення тексту на мовлення?
Технологія перетворення тексту на мовлення підвищує доступність, полегшує навчання й підвищує продуктивність, даючи змогу сприймати інформацію на слух.
Яка найнесподіваніша подія у розвитку синтезу мовлення?
Одна з найбільш неочікуваних подій — винахід механічного синтезатора мовлення Чарльзом Вітстоном.
